• head_banner_01

BWT нь нягт орон зайн зохицуулалтын онолыг (DSBC) санал болгож, киловаттын түвшний насосны эх үүсвэрийн туршилтаар DSBC-ийн зөв эсэхийг баталгаажуулсан.Одоогийн байдлаар нэг хоолойн хүчийг 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad хүртэл нэмэгдүүлж, цахилгаан оптикийн үр ашиг >60% байгаа нь шилэн гаралттай хосолсон өндөр чадлын насосны эх үүсвэрийг өндөр түвшинд байлгах боломжийг олгодог. Эзлэхүүнийг багасгахын зэрэгцээ гэрэлтүүлгийн гаралт, жинг бууруулж, цахилгаан оптик хувиргах үр ашгийг дээшлүүлэх боломжтой.

Одоогийн чипийг ашиглан BWT нь 135μm NA0.22 шилэн холболттой гаралтын 420Вт долгионы урттай 976нм, чанар ≈ 500г-ийн гол диаметртэй насосны эх үүсвэрийг тус тус хэрэгжүүлсэн;ба гол диаметр нь 220μm NA0.22 шилэн хосолсон гаралт 1000W нэг долгионы урт 976nm (эсвэл 915nm), чанарын ≈ 400g насосны эх үүсвэр.

Цаашид хагас дамжуулагч чипийн гэрэл гэгээ, цахилгаан оптикийн үр ашгийг дээшлүүлснээр хөнгөн жинтэй, өндөр хүчин чадалтай насосны эх үүсвэрүүд нь бага эзэлхүүнтэй өндөр чадлын шилэн лазерын гэрлийн эх үүсвэрийг үйлдвэрлэхэд орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэх бөгөөд хөгжлийг идэвхтэй дэмжих болно. үйлдвэрлэлийн хэрэглээний .

Оршил
Шилэн лазерууд нь маш сайн цацрагийн чанар, уян хатан хүчийг өргөтгөх чадвараараа (шилэн нэгтгэгч) хурдацтай хөгжиж байна.Сүүлийн жилүүдэд нэг горимт нэг шилэн шилэн лазерууд нь TMI (хөндлөн горимын тогтворгүй байдал) болон SRS нөлөөгөөр хязгаарлагдаж, хагас дамжуулагч шууд шахуургын шилэн лазер осцилляторын хүчийг 5 кВт хүртэл хязгаарладаг.
[1].Лазер өсгөгч нь мөн 10кВт-д зогссон
[2].Хэдийгээр голын диаметрийг зохих ёсоор нэмэгдүүлэх замаар гаралтын хүчийг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч гаралтын цацрагийн чанар нь мөн -1 буурдаг.Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч насосны эх үүсвэрийн гэрэлтүүлгийг сайжруулах эрэлт хэрэгцээ яаралтай хэвээр байна.
Үйлдвэрлэлийн боловсруулалтын хэрэглээний цацрагийн чанарт тавигдах шаардлага нь заавал нэг горимтой байх албагүй.Нэг утаснуудын хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд хэд хэдэн бага эрэмбийн горимыг зөвшөөрдөг.Өнөөг хүртэл 5 кВт-аас дээш хүчин чадалтай 976 нм шахуургад суурилсан цөөхөн горимт нэг шилэн ба цацраг хосолсон олон горимт лазерын гэрлийн эх үүсвэр Багц хэрэглээтэй (голчлон металл материалыг зүсэх, гагнах), өндөр чадлын насосны эх үүсвэрийг үйлдвэрлэх. мөн багцын хэмжээтэй байна.
Жижиг, хөнгөн, тогтвортой
Хагас дамжуулагч чип BPP болон насосны эх үүсвэрийн тод байдлын хоорондын хамаарал
Гурван жилийн өмнө 9xxnm чипүүдийн тод байдал нь ихэвчлэн 3W/mm*mrad@12W-100μm туузны өргөн ба 2W/mm*mrad@18W-200μm туузны өргөнтэй тэнцүү байв.Ийм чип дээр үндэслэн BWT нь 600W ба 1000W 200μm NA0.22 шилэн холболттой гаралт-1-д хүрдэг.
Одоогийн байдлаар 9xxnm чипүүдийн тод байдал 3.75W/mm*mrad@15W-100μm туузны өргөн ба 3W/mm*mrad@30W-230μm туузны өргөнд хүрч, цахилгаан оптикийн үр ашиг үндсэндээ 60% орчимд хадгалагдаж байна.
Орон зайн нягт зохион байгуулалтын онолын дагуу [6] шилэн холболтын дундаж үр ашгийн дагуу 78% (чипээс шилэн холболтын гаралт хүртэлх лазерын ялгаралт: нэг долгионы урттай орон зайн цацрагийг нэгтгэх ба туйлшралын цацрагийг VBGгүйгээр нэгтгэх), тооцоолсон. чип нь хамгийн их хүчээр ажилладаг гэж үздэг (BPP чип нь өөр өөр гүйдэлд өөр өөр байдаг), бид дараах байдлаар өгөгдлийн зураглалыг эмхэтгэсэн.

өндөр (1)

* Чипийн тод байдал VS өөр өөр диаметртэй шилэн холболтын гаралтын чадал

Дээрх зургаас харахад тодорхой утас (цөмийн диаметр ба NA тогтмол) нь тодорхой цахилгаан холболтын гаралтанд хүрэх үед өөр өөр гэрэлтэй чипүүдийн хувьд чипийн тоо өөр, насосны эх үүсвэрийн эзэлхүүн ба жин өөр байна. бас ялгаатай.Шилэн лазерын шахуургын шаардлагын хувьд, өөр өөр гэрэлтэй дээрх чипээр хийсэн насосны эх үүсвэрийг сонгосон бол ижил чадалтай шилэн лазерын жин, эзэлхүүн нь огт өөр бөгөөд усан хөргөлтийн системийн тохиргоо нь мөн адил байна. тэс өөр.
Өндөр үр ашигтай, жижиг хэмжээс, хөнгөн жин нь ирээдүйн лазер гэрлийн эх үүсвэрийг (диод лазер, хатуу биет лазер эсвэл шилэн лазер) хөгжүүлэх зайлшгүй чиг хандлага бөгөөд хагас дамжуулагч чипүүдийн тод байдал, үр ашиг, хүч чадал нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. .
Хөнгөн жинтэй, өндөр гэрэлтэй, өндөр чадлын насосны эх үүсвэр
Шилэн нэгтгэгчтэй дасан зохицохын тулд бид нийтлэг шилэн үзүүлэлтүүдийг сонгосон: 135μm NA0.22 ба 220μm NA0.22.Хоёр шахуургын эх үүсвэрийн оптик дизайн нь орон зайн нягт зохион байгуулалт, туйлшралын цацрагийг хослуулсан.
Тэдгээрийн дотроос 420WLD нь 3.75W/mm*mrad@15W чип, 135μm NA0.22 шилэн ба VBG долгионы урттай түгжигчтэй, 30-100% цахилгаан долгионы түгжээний шаардлагыг хангасан, цахилгаан оптикийн үр ашиг нь 41% байна. .LD их бие нь хөнгөн цагааны хайлш материал, сэндвич бүтэцтэй [5].Дээд болон доод чипүүд нь ус хөргөх сувгийг хуваалцдаг бөгөөд энэ нь орон зайн ашиглалтыг сайжруулдаг.Гэрлийн цэгийн зохион байгуулалт, спектр ба цахилгаан гаралт (шилэн дэх хүч)-ийг зурагт үзүүлэв.

өндөр (2)
*420W@135μm NA0.22 LD

Бид өндөр, бага температурт цохилт, чичиргээний туршилт хийх 6 LD-ийг сонгосон.Туршилтын өгөгдөл дараах байдалтай байна.

өндөр (3)
* Өндөр ба бага температурын нөлөөллийн туршилт

өндөр (4)
* Чичиргээний туршилт

1000WLD нь 3W/mm*mrad@30W чип болон 220μm NA0.22 шилэн кабелийг ашигладаг бөгөөд энэ нь 915nm болон 976nm шилэн хосолсон 1000W гаралттай бөгөөд цахилгаан оптикийн үр ашиг >44% байна.LD их бие нь мөн хөнгөн цагаан хайлш материалаар хийгдсэн.Илүү өндөр хүч ба массын харьцааг эрэлхийлэхийн тулд LD бүрхүүлийг бүтцийн бат бөх чанарыг хангах нөхцөлөөр хялбаршуулсан.LD чанар, цэгийн зохион байгуулалт, гаралтын хүч (шилэн доторх хүч) дараах байдалтай байна.

өндөр (5)
*1000W@220μm NA0.22 LD

Насосны эх үүсвэрийн найдвартай байдлыг сайжруулахын тулд холболтын төгсгөлийн утас нь кварцын төгсгөлийн тагны хайлуулж, бүрээсийн гэрлийн шүүлтүүрийн технологийг ашигладаг бөгөөд энэ нь насосны эх үүсвэрийн гаднах шилэн температурыг өрөөний температурт ойртуулдаг.Өндөр болон бага температурт цохилт, чичиргээний туршилт хийх зорилгоор зургаан 976 нмЛД-ийг сонгосон.Туршилтын үр дүн дараах байдалтай байна.

өндөр (6)
* Өндөр ба бага температурын нөлөөллийн туршилт
* Өндөр ба бага температурын нөлөөллийн туршилт

өндөр (7)
* Чичиргээний туршилт

Дүгнэлт
Өндөр гэрэлтүүлгийн гаралтад хүрэх нь цахилгаан оптикийн үр ашгийн зардлаар хийгддэг, өөрөөр хэлбэл хамгийн өндөр гаралтын чадал, хамгийн өндөр цахилгаан оптик үр ашгийг нэгэн зэрэг авах боломжгүй бөгөөд энэ нь чипийн тод байдал, холболтын хэвийн давтамжаар тодорхойлогддог. эслэг.Технологийг хослуулсан олон хоолойт орон зайн цацрагт гэрэл гэгээ, үр ашиг нь үргэлж нэгэн зэрэг хүрч чадахгүй зорилго байдаг.Цахилгаан оптикийн үр ашиг ба чадлын тэнцвэрийг тусгай хэрэглээний дагуу тодорхойлно.

Лавлагаа
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Multi-kW performance analysis of Yb-aded monolithic one-mode amplifier and oscillator setup," Fiber Lasers XVI: Technology and Systems (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, "Diffraction Limited Ultra-High-Power Fiber Lasers," Advanced Solid-state Photonics (2010).
[3] Хаоксин Лин, Ли Ни, Кун Пэн нар, "Хятадын дотоодод үйлдвэрлэсэн YDF-ийн нэмэлттэй шилэн лазер нь нэг ширхэг утаснаас 20 кВт-ын хүчин чадалтай болсон" Хятадын Лазер сэтгүүл, 48(09),(2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, "Homemade 10-kW ytterbium-aded aluminophosphosphosilicate Fiber for Tandem Pumping," Chinese Journal of Lasers, 47(3), (2020).
[5] Дан Шү, Жижи Гуо, Тужиа Жан, нар "600 Вт өндөр тод диодын лазер шахах эх үүсвэр," Spie Laser, 1008603, (2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "Өндөр тод KW ангиллын шууд диод лазер," Өндөр хүчин чадалтай диод лазер технологи XVI, Өндөр хүчин чадалтай диод лазер технологи XVI, (2018).
2003 онд үүсгэн байгуулагдсан BWT нь дэлхийн лазер шийдлийн үйлчилгээ үзүүлэгч юм."Мөрөөдөл гэрлийг гэрэлтүүлэх" эрхэм зорилго болон "Гайхамшигт инноваци"-ын үнэт зүйлсийн дагуу тус компани нь илүү сайн лазер бүтээгдэхүүн бүтээх, диод лазер, шилэн лазер, хэт хурдан лазер бүтээгдэхүүн, шийдлүүдийг дэлхийн хэрэглэгчдэд хүргэхийг зорьж байна.Өнөөг хүртэл дэлхийн 70 гаруй улс орон, бүс нутагт 10 сая гаруй BWT лазер онлайнаар тогтвортой ажиллаж байна.


Шуудангийн цаг: 2022 оны 5-р сарын 11